專利名稱：Llc拓?fù)浼捌湎蘖麟娐返闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源，特別是涉及一種LLC拓?fù)涞南蘖麟娐芳熬哂性撓蘖麟娐返?LLC拓?fù)洹?br> 背景技術(shù)：
LLC拓?fù)湎蘖鞴δ艿膶?shí)現(xiàn)，業(yè)界通用的方案有下面幾種方案一、通過采樣諧振電流，利用電流環(huán)路的快速響應(yīng)，進(jìn)行開關(guān)頻率的調(diào)制。方案二、諧振電流的大小作為開關(guān)管驅(qū)動(dòng)的使能條件，當(dāng)電流大小超過一定的限 值時(shí)，封鎖驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電流恢復(fù)到正常范圍時(shí)再放開驅(qū)動(dòng)。以上兩種方案可以實(shí)現(xiàn)對電路進(jìn)行保護(hù)，但存在以下的問題1.方案一對于數(shù)字控制的LLC拓?fù)洳缓线m，主要原因是環(huán)路的響應(yīng)速度對控制芯 片的中斷時(shí)間提出了較高的要求，特別是在軟件系統(tǒng)比較復(fù)雜的場合，不利于整個(gè)系統(tǒng)的 低成本實(shí)現(xiàn)。2.方案二采用逐波限流的方式對系統(tǒng)電流進(jìn)行監(jiān)控，一方面打亂了諧振過程從而 大大降低了系統(tǒng)帶過載的能力，另一方面，大電流下的封波行為會給開關(guān)管電電壓應(yīng)力造 成很大影響，極限工況下的開關(guān)管電壓應(yīng)力往往會超標(biāo)。針對以上限流方案出現(xiàn)的問題，對于數(shù)字控制的LLC系統(tǒng)，業(yè)界提出了通過變壓 器箝位諧振電容電壓的方法實(shí)現(xiàn)限流?，F(xiàn)以全橋LLC拓?fù)錇槔治鱿蘖鞴δ艿膶?shí)現(xiàn)如下。 請參見圖1，開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4、諧振電感Lr、諧振電容Cr、變壓器Tl構(gòu)成典型的全橋LLC 拓?fù)?，變壓器T2原邊接諧振電容Cr的兩端，副邊通過一個(gè)半波整流電路接到輸出側(cè)。正常 情況下此電路不工作；當(dāng)諧振電容Cr上的電壓Vcr大于n*Vin時(shí)二極管D1、D2導(dǎo)通，電容 電壓Vcr被箝位到和n*Vin相同的電位(η為變壓器Τ2的變比)，從而達(dá)到限制諧振電流的 目的。這種限流方案具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、過載工況對LLC諧振狀態(tài)無影響等優(yōu)點(diǎn)。目前此方案在實(shí)際應(yīng)用中還存在以下的問題1)負(fù)載變化的過程中由于輸出電壓Vo的波動(dòng)會導(dǎo)致限流點(diǎn)的變化，不利于固定 電流保護(hù)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。寬范圍的電流保護(hù)范圍會使不同工況下的電流保護(hù)難以平衡。2)持續(xù)重載的情況下，特別是在輸出短路的情況下，對限流電路中的器件T2、DU D2的電流應(yīng)力提出比較高的要求。造成此種方案的限流設(shè)計(jì)變得難以實(shí)現(xiàn)。由于以上原因，雖然此方案很早已經(jīng)提出，但具體在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用都被別的 方案所替代。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種LLC拓?fù)涞南蘖麟娐泛途?有所述限流電路的LLC拓?fù)?，解決限流點(diǎn)變化過大和過載的維持時(shí)間短的問題，使系統(tǒng)保 證一個(gè)相對穩(wěn)定的過流保護(hù)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種LLC拓?fù)涞南蘖麟娐罚鯨LC拓?fù)浒ㄖC振電容，所述限流電路包括耦合到 所述諧振電容兩端的箝位電路，其特征在于，所述箝位電路的輸出端耦合到所述LLC拓?fù)?的輸入側(cè)。優(yōu)選地，所述箝位電路包括變壓器和整流電路，所述變壓器的原邊接所述諧振電 容的兩端，所述變壓器的副邊通過所述整流電路接所述LLC拓?fù)涞妮斎雮?cè)。更優(yōu)選地，所述LLC拓?fù)錇殡姵厣龎盒屯負(fù)?，所述變壓器的副邊通過所述半波整 流電路接電池的兩端。進(jìn)一步地，所述LLC拓?fù)錇殡姵厣龎呵液蠹壖幽孀兤鞯耐負(fù)湟环NLLC拓?fù)?，包括前述的一種限流電路。所述LLC拓?fù)淇梢詾榘霕?、全橋或不對稱半橋拓?fù)?。所述LLC拓?fù)浒ㄝ敵稣麟娐罚淇刹捎冒氩ㄕ?、全波整流或全橋整流。本發(fā)明有益的技術(shù)效果是根據(jù)本發(fā)明的限流電路，將用于箝位諧振電容電壓的箝位電路的輸出端接到輸入 側(cè)，對于基于電池升壓型的LLC拓?fù)洌槲浑娐返妮敵龆诉B接在電池端口，其相對于傳統(tǒng)方 案具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)1)將箝位電路的輸出端從LLC拓?fù)涞妮敵鰝?cè)轉(zhuǎn)移到輸入側(cè)，輸入側(cè)電池電壓的帶 載波動(dòng)范圍遠(yuǎn)小于母線帶載波動(dòng)的范圍，避免了箝位限流方案的限流點(diǎn)難以確定的問題；2)電池在額定點(diǎn)附近的電壓穩(wěn)定的特點(diǎn)，為系統(tǒng)提供了一個(gè)相對穩(wěn)定的電壓比較基準(zhǔn)。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)方案限流點(diǎn)變化過大和過載的維持時(shí)間短的問題，使系統(tǒng)保證 一個(gè)相對穩(wěn)定的過流保護(hù)點(diǎn)，同時(shí)，通過箝位諧振電容的電壓的方式來實(shí)現(xiàn)限流，具有不需 要專門用于電流檢測的傳感器的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為傳統(tǒng)的全橋LLC拓?fù)渫ㄟ^變壓器箝位諧振電容電壓的電路原理圖；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的電路原理圖；圖3-5示出了本發(fā)明的LLC拓?fù)涞膸追N變形圖3為不對稱半橋LLC升壓加逆變電路后級加半橋逆變器；圖4為箝位限流電路輸出采用全橋整流后級加半橋逆變器；圖5為箝位限流電路輸出采用半波整流后級加全橋逆變器。本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式請參考圖2，其所示的電路是LLC拓?fù)湓陔姵厣龎盒皖I(lǐng)域中的應(yīng)用例。如果采用傳 統(tǒng)的變壓器鉗位限流的方案，背景技術(shù)中提及的兩點(diǎn)應(yīng)用問題將會因?yàn)檩敵鰝?cè)母線電壓波 動(dòng)而變得異常突出。本發(fā)明將箝位電路的輸出端從LLC拓?fù)涞妮敵鰝?cè)轉(zhuǎn)移到輸入側(cè)，能夠 解決這兩個(gè)問題。如圖2所示，在一種實(shí)施例中，LLC拓?fù)涞南蘖麟娐钒ㄓ勺儔浩鱐2、整流二極管 D1、D2組成的箝位電路，變壓器T2的原邊連接諧振電容Cr兩端，整流后的輸出端接LLC拓 撲的輸入端即電池的兩端BAT+和BAT-。當(dāng)系統(tǒng)電流超過限定值時(shí)，二極管D1、D2導(dǎo)通，諧振電容Cr上的電壓被電池電壓鉗位，從而實(shí)現(xiàn)限流功能。相對于傳統(tǒng)方案，本實(shí)施例中將 該箝位電路的輸出端從母線側(cè)轉(zhuǎn)移到電池側(cè)，由于電池電壓相對于LLC輸出側(cè)的母線電壓 要穩(wěn)定得多，從而可以使系統(tǒng)保證一個(gè)相對穩(wěn)定的過流保護(hù)點(diǎn)。進(jìn)一步地，對于LLC拓?fù)浜蠹壖幽孀兤鞯墓I(yè)場合，在輸出側(cè)突加過載或者輸出 短路時(shí)，母線電容Cl、C2作為緩沖級可以降低負(fù)載對諧振腔的電流沖擊，另外通過在后級 逆變電路中加限流措施可以進(jìn)一步降低LLC側(cè)限流電路的電流應(yīng)力要求，從而使得LLC限 流設(shè)計(jì)變得簡單實(shí)用。本發(fā)明的限流電路適用于不同的LLC拓?fù)?，包括半橋、全橋、不對稱半橋等。同時(shí)， 本發(fā)明也適用于不同的輸出整流方式，包括半波整流、全波整流、全橋整流等。請參考圖 3-5，根據(jù)本發(fā)明的LLC拓?fù)浒ǖ幌抻诓捎萌鐖D所示的變形電路。其中，圖3展示了不 對稱半橋LLC升壓加逆變電路后級加半橋逆變器；圖4展示了箝位限流電路輸出采用全橋 整流后級加半橋逆變器；圖5展示了箝位限流電路輸出采用半波整流，LLC拓?fù)浜蠹壖尤珮?逆變器。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種LLC拓?fù)涞南蘖麟娐?，所述LLC拓?fù)浒ㄖC振電容，所述限流電路包括耦合到所述諧振電容兩端的箝位電路，其特征在于，所述箝位電路的輸出端耦合到所述LLC拓?fù)涞妮斎雮?cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的LLC拓?fù)涞南蘖麟娐罚涮卣髟谟?，所述箝位電路包括變壓器?整流電路，所述變壓器的原邊接所述諧振電容的兩端，所述變壓器的副邊通過所述整流電 路接所述LLC拓?fù)涞妮斎雮?cè)。
3.如權(quán)利要求2所述LLC拓?fù)涞南蘖麟娐?，其特征在于，所述LLC拓?fù)錇殡姵厣龎和?撲，所述變壓器的副邊通過所述整流電路接電池的兩端。
4.如權(quán)利要求3所述LLC拓?fù)涞南蘖麟娐?，其特征在于，所述LLC拓?fù)錇楹蠹壖幽孀兤?的拓?fù)洹?br> 5.一種LLC拓?fù)?，其特征在于，包括根?jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的限流電路。
6.如權(quán)利要求5所述的LLC拓?fù)洌涮卣髟谟?，所述LLC拓?fù)錇榘霕?、全橋或不對稱半 橋拓?fù)洹?br> 7.如權(quán)利要求5所述的LLC拓?fù)洌涮卣髟谟?，所述LLC拓?fù)浒ú捎冒氩ㄕ鳌⑷?整流或全橋整流的輸出整流電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LLC拓?fù)涞南蘖麟娐?，所述LLC拓?fù)浒ㄖC振電容，所述限流電路包括耦合到所述諧振電容兩端的箝位電路，所述箝位電路的輸出端耦合到所述LLC拓?fù)涞妮斎雮?cè)。一種LLC拓?fù)?，包括所述的限流電路。本發(fā)明利用LLC拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)電池升壓且優(yōu)選適于后級加逆變器的工業(yè)場合，將箝位電路的輸出端從LLC拓?fù)涞妮敵鰝?cè)轉(zhuǎn)移到輸入側(cè)，能解決以往的限流方案存在的限流點(diǎn)變化過大和過載的維持時(shí)間短的問題，使系統(tǒng)保證一個(gè)相對穩(wěn)定的過流保護(hù)點(diǎn)。
文檔編號H02M1/32GK101931316SQ20091015160
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者衛(wèi)中俊 申請人:力博特公司